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高中化学无机非金属材料硅的练习题和答案

夏萍分享

  硅的用途很广,在化学的学习中,学生会学习到关于硅的知识点,下面学习啦的小编将为大家带来关于硅的练习题,希望能够帮助到大家。

  高中化学无机非金属材料硅的练习题

  一、选择题

  1.下列不是水玻璃用途的是(  )

  A.肥皂填料 B.木材防火剂

  C.纸板黏胶剂 D.建筑装饰材料

  解析: 水玻璃是Na2SiO3溶液,是制备硅胶和木材防火剂等的原料。

  答案: D

  2.下列物质中,不含有硅酸盐的 是(  )

  A.水玻璃 B.硅芯片

  C.黏土 D.普通水泥

  解析: 水玻璃是Na2SiO3的水溶液,黏土和普通水泥的主要成分都是硅酸盐 ,硅芯片的主要成分是硅。

  答案: B

  3.SiO2属于酸性氧化物的理由主要是(  )

  A.硅是非金属元素

  B.SiO2对应的水化物是可溶性弱酸

  C.SiO2能与强碱反应生成盐和水

  D.SiO2不能与酸反应

  解析: 依据酸性氧化物的概念进行判断——能与强碱反应生成盐和水的氧化物。

  答案: C

  4.下列说法错误的是(  )

  A.二氧化硅是光导纤维的主要原料

  B.硅是信息技术的关键材料

  C.陶瓷餐具所用材料为硅酸盐

  D.水晶镜片所用原料为硅酸盐

  解析: 石英、水晶、光导纤维主要成分为SiO2。Si用于信息产业及硅光太阳能电池。传统硅酸盐材料是陶瓷、水泥、玻璃,新型无机非金属材料为光导纤维、生物陶瓷等。

  答案: D

  5.下列物品或设备:①水泥路桥 ②门窗玻璃 ③水晶镜片

  ④石英钟表 ⑤玛瑙手镯 ⑥硅太阳能电池 ⑦光导纤维

  ⑧计算机芯片。所用材料为SiO2或要用到SiO2的是(  )

  A.①②③④⑤⑦ B.全部

  C.⑥⑧ D.①②⑦⑧

  解析: ⑥、⑧用到的材料是Si而不是SiO2,其余都用到SiO2。

  答案: A

  6.下列反应的离子方程式中, 正确的是(多选)(  )

  A.二氧化硅和氢氟酸反应:SiO2+4H+===Si4++2H2O

  B.二氧化硅和氢氧化钾溶液反应:SiO2+2OH-===SiO2-3+H2O

  C.水玻璃中滴入盐酸:SiO2-3+2H+===H2 SiO3↓

  D.碳酸钡滴加稀硝酸:CO2-3+2H+===H2O+CO2↑

  解析: A中氢氟酸是一种弱酸,不能拆写成离子的形式;D中碳酸钡是一种难溶性的物质,也不能拆写成离子的形式。

  答案: BC

  7.高岭土的组成可表示为Al2Si2Ox(OH)y,其中x、y的数值分别是(  )

  A.7,2 B.5,4

  C.6,3 D.3,6

  解析: 一般利用化合物中化合价代数和等于零的规则来列方程求解。已知化合价:Al为+3价,Si为+4价,O为-2价,(OH)为-1价。则2×(+3)+2×(+4)+x×(-2)+y×(-1)=0,化简得:2x+y=14,将各项代入,只有B项符合该方程。

  答案: B

  8.CO2通入下列各溶液中,不可能产生沉淀的是(  )

  A.氯化钙溶液 B.澄清的石灰水

  C.饱和碳酸钠溶液 D .硅酸钠溶液

  解析: 先写出反应方程式,再由产物共存情况确定反应是否发生。因为盐酸的酸性比碳酸强,所以CO2通入CaCl2溶液中不会析出CaCO3沉淀。A符合题意。CO2通入澄清的石灰水中首先会生成白色沉淀CaCO3,继续通入过量的CO2,则生成的CaCO3会逐渐溶解生成无色透明的Ca(HCO3)2。饱和Na2CO3溶液中通入CO2,因生成溶解度较小的酸式碳酸盐NaH CO3,可以产生沉淀。CO2气体通入Na2SiO3溶液生成不溶于水的原硅酸或硅酸,会产生沉淀。

  答案: A

  9.

  如图为刻蚀在玻璃上的精美的花纹图案,则该刻蚀过程中发生的主要化学反应为(   )

  A.CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑

  B.NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑

  C.Si+4HF===SiF4↑+2H2↑

  D.SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O

  解析: 因为玻璃中含有SiO2,而SiO2能与氢氟酸发生反应:SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O,所以可以用氢氟酸来刻蚀玻璃。

  答案: D

  10.下列有关硅及其化合物的说法正确的是(  )

  A.晶体硅具有金属光泽,可以导电,属于金属材料

  B.常温下,硅的化学性质稳定,所以自然界中的硅大部分以游离态存在

  C.SiO2是一种酸性氧化物,能够与水反应生成相应的酸

  D.除去SiO2中混有的CaCO3可加入适量的稀盐酸

  解析: 解决此类题目可利用非金属单质及其化合物的相似性进行类推,但同时要注意硅及其化合物有不同于其他非金属及其化合物的特性。A项,晶体硅虽然具有金属光泽,但它属于非金属单质;其导电性介于导体和绝缘体之间,是良好的半导体材料。B项,虽然常温下硅的化学性质稳定,但自然界中没有游离态的硅,它主要以二氧化硅和硅酸盐的形式存在;C项,SiO2不同于其他酸性氧化物,它不溶于水也不与水反应。D项,SiO2不溶于稀盐酸,可使用稀盐酸除去其中混有的CaCO3,化学方程式为CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。

  答案: D

  二、非选择题

  11.硅是无机非金属材料的主角,硅的氧化物和硅酸盐约占地壳质量的90%以上。

  (1)SiO2是玻璃的成分之一,SiO2与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为

  ________________________________________________________________________,

  工艺师常用________(填物质名称)来雕刻玻璃。

  (2)用Na2SiO3溶液浸泡过的棉花不易燃烧,体现Na2SiO3的用途可作________的原料。

  (3)工业上常用2C+SiO2=====高温Si+2CO↑制备硅单质,该反应中有元素化合价升高的物质是________(填化学式,下同),氧化剂是________。

  解析: (1)SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOH= ==Na2SiO3+H2O 。由于SiO2能溶于氢氟酸,因此工艺师常用氢氟酸来雕刻玻璃。

  (2)Na2SiO3的水溶液又称“水玻璃”,它具有阻燃的功能,因此可作防火剂。

  (3)反应中C被氧化,SiO2中的Si+4被还原,因此 SiO2作氧化剂。

  答案: (1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O 氢氟酸

  (2)防火剂 (3)C SiO2

  12.氮化硅是一种高温陶瓷材料,它的硬度大、熔点高,化学性质稳定,工业上曾普遍采用高纯硅与纯氮气在1 300 ℃时反应获得。

  (1)根据性质,推测氮化硅陶瓷的用途是________(填字母)。

  A.制气轮机叶片 B.制有色玻璃

  C.制永久性模具 D.制造柴油机

  (2)画出N的原子结构示意图________,已知得电子能力N>Si,请写出氮化硅的化学式________。

  (3)氮化硅陶瓷抗腐蚀能力强,除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应。试推测该陶瓷被氢氟酸腐蚀的化学方程式__________________________。

  解析: 由氮化硅的性质(硬度大、熔点高,化学性质稳定)可判断其用途为A、C、D。有色玻璃只是在制作玻璃的过程中熔入了有颜色的化合物如Co2O3、Cu2O等;因非金属性N >Si,故在氮化硅中,N显-3价,Si显+4价,由此可写出其化学式为Si3N4;氮化硅被氢氟酸腐蚀是由于Si3N4能与HF发生化学反应,由于Si与F有极强的亲合性生成SiF4,则另一种产物为NH3。

  答案: (1)A、C、D

  (2)  Si3N4

  (3)Si3N4+12HF===3SiF4↑+4NH3↑

  13.(2010•吉林高 一检测)如图中的每一方格表示相关的一种反应物或生成物。其中B是一种单质,其余物质也都是含B元素的化合物。C是一种钠盐,E是C对应 的酸,B的结构类似金刚石,D为B的氧化 物(其他不含B元素的反应产物以及各步反应添加的必要试剂和反应条件已被略去),请填写空白:

  (1)A、D、E的化学式分别为________、________、________。

  (2)A和B的互相转化在工业上有什么实际意义?__________。

  (3)写出D→C反应的化学方程式:__________________________。

  (4)写出E→D反应的化学方程式:__________________________。

  解析: 本题的突破口是:“B是一种单质”“B的结构类似金刚石”。据此,容易推断出B是晶体硅。硅与氯气在加热条件下生成SiCl4,因此,A为SiCl4。经过分馏提纯后得到纯净的SiCl4,SiCl4可以被氢气还原得纯净的硅。根据D是B(Si)的氧化物,可知D为SiO2,由此可知其他答案。

  答案: (1)SiCl4 SiO2 H2SiO3

  (2)粗硅提纯

  (3)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O

  (4)H2SiO3=====△SiO2+H2O

  14.某研究性学习小组进行了“实验室制Si”的研究,他们以课本为基础,查阅资料得到以下可供参考的信息:

  ①工业上在高温时用C还原SiO2可制得Si;

  ②Mg在点燃的条件下按质量比8∶5与SiO2反应生成一种白色固体化合物和另一种硅化物;

  ③金属硅化物与稀硫酸反应生成硫酸盐与SiH4;

  ④Si和SiO2均不能与稀H2SO4反应;

  ⑤SiH4在空气中自燃。

  他们的研究报告中记载着“……选用合适的物质在适合的条件下充分反应;再用足量稀硫酸溶解固体产物;然后过滤、洗涤、干燥、最后称量……在稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花,其产率也只有预期的63%左右。”请回答下列问题:

  (1)该小组“实验室制Si”的化学反应方程式是

  ______________________________________________________________。

  (2)写出②的反应方程式:________________________。

  (3)该过程中产率比预期低的原因是

  ________________________________________________________________________。

  (4)你估计“用稀硫酸溶解固体产物时,发现有爆鸣声和火花”的原因是什么?请用必要的文字和化学方程式予以说明:

  ________________________________________________________________________

  ________________________________________________________________________。

  解析: ①碳可以在高温下还原SiO2制得Si。反应的化学方程式为SiO2+2C=====高温Si+2CO↑。

  ②Mg与SiO2反应类似于Mg与CO2的反应,先生成MgO和Si,Si再和Mg反应生成Mg2Si,故可生成MgO和Mg2Si。

  ③Mg2Si+2H2SO4===2MgSO4+SiH4↑

  ④SiH4+2O2===SiO2+2H2O。

  答案: (1)2C+SiO2=====高温Si+2CO↑

  (2)SiO2+4Mg=====△2MgO+Mg2Si

  (3)部分硅与镁反应生成了硅化镁

  (4)SiH4能自燃,而有爆鸣声和火花就是由S iH4的自燃引起的,SiH4+2O2===SiO2+2H2O

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